E - 181
Sección 100 - SUELOS
SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS PARA PROPÓSITOS DE INGENIERÍA INV E – 181 – 13
VI AS
1 OBJETO Esta norma describe el método denominado “Sistema Unificado de Clasificación de Suelos” (SUCS), mediante el cual se clasifican los suelos con base en la determinación en el laboratorio de la distribución de los tamaños de sus partículas, de su límite líquido y de su índice de plasticidad.
1.2
A partir de la observación visual y de las pruebas pertinentes de laboratorio, el sistema identifica tres grupos principales de suelos: granulares, finos y orgánicos, a los cuales asigna símbolos en función de sus características específicas.
2.1
AC
2 DEFINICIONES
IO N ES
20 12
IN
1.1
2.1.1
ES PE C IF
IC
El sistema utiliza los siguientes términos y definiciones para describir los suelos y agregados para propósitos de ingeniería: Cantos rodados y fragmentos de roca – Material retenido en el tamiz de abertura de 75 mm (3"), el cual debe ser excluido de la muestra que se va a clasificar, aunque su proporción debe ser registrada.
AS
Y
Nota 1: Generalmente, se consideran como “cantos rodados” las partículas de roca que no pasan por una abertura cuadrada de 300 mm (12"), y” fragmentos de roca” o “guijarros” las partículas que pasan por una abertura cuadrada de 300 mm (12") y quedan retenidas en el tamiz de 75 mm (3").
N
O
R
M
2.1.2
Grava: material resultante de la desintegración natural y de la abrasión de una roca, cuyas partículas pasan el tamiz de 75 mm (3") y son retenidas en el tamiz de 4.75 mm (No. 4).
Nota 2: La grava se puede subdividir en “grava gruesa”, que es el material que pasa el tamiz de 75 mm (3") y queda retenido en el tamiz de 19 mm (¾"), y “grava fina”, que pasa el tamiz de 19 mm (¾") y es retenida por el tamiz de 4.75 mm (No. 4).
2.1.3
Arena – Material que pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4) y es retenido en el tamiz de 75 μm (No. 200).
E 181 - 1
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Nota 3: La arena se puede subdividir en “arena gruesa”, que es el material que pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4) y queda retenido en el tamiz de 2.00 mm (No. 10); “arena media”, que es el material comprendido entre los tamices de 2.00 mm (No. 10) y de 425 µm (No. 40), y “arena fina”, que pasa el tamiz de 425 µm (No. 40) y queda retenida en el de 75µm (No. 200).
Limo – Suelo que pasa el tamiz de 75 μm (No. 200), de plasticidad baja o nula, el cual exhibe una resistencia limitada en estado seco. A los efectos de la clasificación, el limo es un suelo de grano fino cuyo índice plástico es menor de 4 o que, al ser representado en la carta de plasticidad con su límite líquido y su índice de plasticidad, queda ubicado bajo la línea A.
2.1.5
Limo orgánico – Suelo que, clasificando como limo en la carta de plasticidad, presenta luego de secado en el horno (preparación de la muestra seca) un límite líquido inferior al 75 % del obtenido antes de ser secado (preparación de la muestra húmeda), debido a la presencia de un contenido de materia orgánica suficiente como para afectar sus propiedades.
2.1.6
Arcilla – Suelo que pasa el tamiz de 75 μm (No. 200), el cual exhibe plasticidad dentro de ciertos rangos de humedad y presenta una elevada resistencia cuando se encuentra seco. A los efectos de la clasificación, la arcilla es un suelo de grano fino cuyo índice plástico es igual o mayor a 4 y que, simultáneamente, al ser representado en la carta de plasticidad con su límite líquido y su índice de plasticidad, queda ubicado en la línea A o por encima de ella.
2.1.7
Arcilla orgánica – Suelo que clasificando como arcilla en la carta de plasticidad, presenta luego de secado en el horno (preparación de la muestra seca) un límite líquido inferior al 75 % del obtenido antes de ser secado (preparación de la muestra húmeda), debido a la presencia de un contenido de materia orgánica suficiente como para afectar sus propiedades.
M
AS
Y
ES PE C IF
IC
AC
IO N ES
20 12
IN
VI AS
2.1.4
N
O
R
2.1.8
2.1.9
E 181 - 2
Arcilla limosa – En este sistema de clasificación, se identifica como tal a un suelo que al ser representado en la carta de plasticidad, su posición coincide con la línea A o queda ubicada por encima de ella y, simultáneamente, su índice plástico se encuentra en el rango 4 – 7. Ver el área identificada como CL–ML en la carta de plasticidad. Turba – Suelo constituido por un entretejido vegetal en distintos grados de descomposición, con un olor característico a materia
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Sección 100 - SUELOS
orgánica, generalmente de color marrón oscuro a negro, consistencia esponjosa y una textura variable entre fibrosa y amorfa. 2.1.10 Carta de plasticidad – Gráfica utilizada para diferenciar la fracción fina de los suelos a partir de su límite líquido (LL) y de su índice de plasticidad (IP).
IN
VI AS
2.1.11 Línea A – Línea recta que aparece en la carta de plasticidad comenzando en las coordenadas LL = 25.5 e IP = 4, cuya ecuación es IP = 0.73(LL – 20) (Figura 181 - 1).
IO N ES
20 12
2.1.12 Coeficiente de curvatura (Cc) – Relación (D30)2/(D60 x D10), donde D60, D30 y D10 son los diámetros de partícula correspondientes a los pasantes de 60 %, 30 % y 10 % en la curva granulométrica del suelo (Figura 181 - 2). Nota 4: En la práctica común de la ingeniería vial colombiana, el coeficiente de curvatura (C c ) recibe el nombre de coeficiente de gradación (C g ).
N
O
R
M
AS
Y
ES PE C IF
IC
AC
2.1.13 Coeficiente de uniformidad (Cu) – Relación (D60/D10), donde los valores D60 y D10 tienen los mismos significados que en la definición del coeficiente de curvatura.
Figura 181 - 1. Carta de plasticidad
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20 12
IN
VI AS
E - 181
IO N ES
Figura 181 - 2. Determinación de los valores D 60 , D 30 y D 10
AC
3 DESCRIPCIÓN DE LOS GRUPOS DE CLASIFICACIÓN 3.1
3.1.1
ES PE C IF
IC
El método establece los siguientes criterios para asignar los símbolos y nombres de los grupos a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio: Suelos finos – Son aquellos en los que más de 50 % de su masa seca pasa por el tamiz de 75 µm (No. 200). Se dividen en limos y arcillas (Tablas 181 - 1 y 181 - 2).
Y
Tabla 181 - 1. Suelos finos – 50% o más pasa el tamiz de 75 µm (No. 200) y límite líquido < 50 %
O
R
M
AS
DESCRIPCIÓN GENERAL
N
Inorgánico
Orgánico: LL luego de secado al horno < 0.75 LL antes de secado
E 181 - 4
CARACTERÍSTICAS IP < 4 o bajo la línea A IP > 7 y, simultáneamente, en la línea A o por encima de ella 4 ≤ IP ≤ 7 y, simultáneamente, en la línea A o por encima de ella IP < 4 o bajo la línea A IP ≥ 4 y, simultáneamente, en la línea A o por encima de ella
SÍMBOLO DEL GRUPO
DENOMINACIÓN DEL GRUPO
ML
Limo de baja compresibilidad
CL
Arcilla de baja compresibilidad
CL-ML
Arcilla limosa
OL
Limo orgánico
OL
Arcilla orgánica
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Tabla 181 - 2. Suelos finos – 50% o más pasa el tamiz de 75 µm (No. 200) y límite líquido ≥ 50 %
DESCRIPCIÓN GENERAL
CARACTERÍSTICAS
SÍMBOLO DEL GRUPO
DENOMINACIÓN DEL GRUPO
MH
Limo de alta compresibilidad
En la línea A o por encima de ella
CH
Arcilla de alta compresibilidad
Orgánico:
Bajo la línea A
OH
Limo orgánico
LL luego de secado al horno < 0.75 LL antes de secado
En la línea A o por encima de ella
OH
Arcilla orgánica
IN
Suelos gruesos – Son aquellos en los que más de 50 % de su masa seca tiene un tamaño mayor que la abertura del tamiz de 75 µm (No. 200). Se dividen en gravas (ver Tabla 181 - 3) y arenas (ver Tabla 181 - 4).
IO N ES
3.1.2
20 12
Inorgánico
VI AS
Bajo la línea A
IC
CARACTERÍSTICAS
ES PE C IF
DESCRIPCIÓN GENERAL
AC
Tabla 181 - 3. Gravas – Más del 50% de la fracción mayor al tamiz de 75 µm (No. 200) queda retenida en el tamiz de 4.75 mm (No. 4)
Grava con menos de 5 % de finos
AS
Y
Grava con 5 % a 12 % de finos limosos
N
O
R
M
Grava con 5 % a 12 % de finos arcillosos o arcillo-limosos
Grava con más de 12 % de finos
SÍMBOLO DEL GRUPO
DENOMINACIÓN DEL GRUPO
C u ≥ 4 y 1 ≤C c ≤ 3
GW
Grava bien gradada
C u < 4 y/o 1 > C c > 3
GP
Grava mal gradada
Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3
GW–GM
Grava bien gradada con finos limosos
C u < 4 y/o 1 > C c > 3
GP–GM
Grava mal gradada con finos limosos
Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3
GW–GC
Grava bien gradada con finos arcillosos
C u < 4 y/o 1 > C c > 3
GP–GC
Grava mal gradada con finos arcillosos
Los finos clasifican como ML o MH
GM
Grava limosa
Los finos clasifican como CL o CH
GC
Grava arcillosa
Los finos clasifican como CL–ML
GC–GM
Grava arcillo–limosa
Nota 5: Si los finos son orgánicos, se añadirá la expresión “con finos orgánicos” a la denominación del grupo
E 181 - 5
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Tabla 181 - 4. Arenas – 50% o más de la fracción mayor al tamiz de 75 µm (No. 200) pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4)
Arena con 5 % a 12 % de finos arcillosos o arcillo-limosos
SW
Arena bien gradada
C u < 6 y/o 1 > C c > 3
SP
Arena mal gradada
IN
VI AS
C u ≥ 6 y 1≤C c ≤ 3
Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3
SW–SM
Arena bien gradada con finos limosos
C u < 6 y/o 1 > C c > 3
SP–SM
Arena mal gradada con finos limosos
Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3 C u < 6 y/o 1 > C c > 3 Los finos clasifican como ML o MH
SW–SC
Arena bien gradada con finos arcillosos
SP–SC
Arena mal gradada con finos arcillosos
Arena limosa
Los finos clasifican como CL o CH
SC
Arena arcillosa
Los finos clasifican como CL–ML
SC–SM
IC
SM
ES PE C IF
Arena con más de 12 % de finos
DENOMINACIÓN DEL GRUPO
20 12
Arena con 5 % a 12 % de finos limosos
SÍMBOLO DEL GRUPO
IO N ES
Arena con menos de 5 % de finos
CARACTERÍSTICAS
AC
DESCRIPCIÓN GENERAL
Arena arcillo–limosa
Y
Nota 6: Si los finos son orgánicos, se añadirá la expresión “con finos orgánicos” a la denominación del grupo
3.2
AS
Clasificación de la turba Un suelo que presente las características de turba según la definición del numeral 2.1, no se somete al procedimiento que se describe en la Sección 5 sino que, a partir del reconocimiento visual y de la impresión que causen sus efluvios, se clasifica como Pt.
N
O
R
M
3.2.1
4 SIGNIFICADO Y USO 4.1
Mediante la aplicación de esta norma se logra una identificación clara de los suelos, utilizando símbolos y nombres genéricos de grupo.
E 181 - 6
E - 181
Sección 100 - SUELOS
4.2
La identificación brindada por este sistema de clasificación, complementada con la información descriptiva que proporciona la norma INV E–102, permite al ingeniero describir los suelos de una manera más completa y lo orienta en las investigaciones de campo y laboratorio destinadas a la evaluación de las propiedades significativas de ellos con fines de ingeniería.
5.1
VI AS
5 PROCEDIMIENTO PARA LA CLASIFICACIÓN
20 12
IN
Ante todo, se verifica si la muestra de suelo por clasificar contiene partículas de tamaño superior a 75 mm (3"). En caso afirmativo, ellas serán excluidas del proceso de clasificación, pero su proporción en masa dentro del total de la muestra seca deberá ser determinada y anotada.
IO N ES
Nota 7: Al clasificar suelos, las partículas mayores de 75 mm (3") reciben el nombre de “sobretamaños”
5.2
Granulometría – Según la norma INV E–123.
5.2.2
Límite líquido de la fracción menor de 425 µm (No. 40) – Según la norma INV E–125.
5.2.3
Índice de plasticidad de la fracción menor de 425 µm (No. 40) – Según la norma INV E– 126.
ES PE C IF
IC
5.2.1
Obtenida la información suministrada por los ensayos citados en el numeral 5.2, se determina si el suelo es fino o grueso, según el porcentaje que pasa el tamiz de 75 µm (No. 200) (ver numerales 3.1.1. y 3.1.2).
Procedimiento para la clasificación de los suelos finos (50 % o más pasa el tamiz de 75 µm (No. 200))
N
O
R
M
5.4
AS
Y
5.3
AC
Excluidas las partículas mayores de 75 mm (3"), si corresponde, se deben determinar las siguientes características de la muestra del suelo que se pretende clasificar:
5.4.1
Si su límite líquido es menor de 50 %, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus valores de LL e IP y, a continuación, se establece su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 1 (ML, CL, CL–ML u OL).
5.4.2
Si su límite líquido es mayor o igual a 50 %, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus valores de LL e
E 181 - 7
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E - 181
IP y, a continuación, se determina su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 2 (MH, CH u OH). 5.5
Procedimiento para la clasificación de los suelos gruesos (menos del 50% pasa el tamiz de 75 µm (No. 200)) Si el suelo es grueso, se determina en primer término si es grava (más del 50% de la fracción mayor al tamiz de 75 µm (No. 200) queda retenida en el tamiz de 4.75 mm (No.4)) o arena (50% o más de la fracción mayor al tamiz de 75 µm (No. 200) pasa el tamiz de 4.75 mm (No.4)).
5.5.2
Si es grava, y su contenido de finos (material que pasa el tamiz de 75 µm (No. 200)) es menor de 5 %, se calculan los valores de Cu y Cc a partir de su curva granulométrica y se establece su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 3 (GW o GP).
5.5.3
Si es grava y su contenido de finos se encuentra entre 5 % y 12 %, se calculan los valores de Cu y Cc a partir de su curva granulométrica y, además, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus valores de LL e IP. A continuación, se obtiene su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 3 (GW–GM, GP–GM, GWGC o GP–GC).
5.5.4
Si es grava y su contenido de finos es mayor de 12 %, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus valores de LL e IP y, a continuación, se determina su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 3 (GM, GC o GC–GM).
5.5.5
Si el suelo grueso es arena y su contenido de finos es menor de 5 %, se calculan los valores de Cu y Cc a partir de su curva granulométrica y se halla su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 4 (SW o SP).
M
AS
Y
ES PE C IF
IC
AC
IO N ES
20 12
IN
VI AS
5.5.1
N
O
R
5.5.6
5.5.7
E 181 - 8
Si es arena y su contenido de finos se encuentra entre 5 % y 12 %, se calculan los valores de Cu y Cc a partir de su curva granulométrica y, además, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus valores de LL e IP. A continuación, se establece su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 4 (SW–SM, SP– SM, SW–SC o SP–SC). Si es arena y su contenido de finos es mayor de 12 %, se determina la posición de la fracción fina en la carta de plasticidad a partir de sus
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valores de LL e IP y, a continuación, se determina su símbolo de clasificación en la Tabla 181 - 4 (SM, SC o SC–SM).
6 NORMAS DE REFERENCIA
VI AS
TXDOT Designation TEX–142–E
N
O
R
M
AS
Y
ES PE C IF
IC
AC
IO N ES
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IN
ASTM D 2487 – 11
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